HDD будущего: перпендикулярная запись и не только

Альтернативные технологии записи

Применение технологии перпендикулярной записи на диски лишь на время отодвигает суперпарамагнитный предел. Рано или поздно индустрия снова столкнется с этим явлением, и снова нужно будет искать выход из ситуации, поэтому инженеры ведущих компаний уже сейчас занимаются разработками новых технологий. Кратко расскажем о некоторых из них.

Улучшением технологии перпендикулярной записи является HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording) – запись с предварительным нагревом с помощью лазера. Этот метод предусматривает кратковременный (1 пикосекунда) нагрев участка, на который производится запись, до 100 градусов Цельсия.

При этом магнитные частицы получают больше энергии, и головке записи уже не нужно генерировать поле большой напряженности. После записи в записываемом слое оказываются частицы с большей энергетикой, а это означает повышенную стабильность.

Внедрение этой технологии потребует использования в качестве записывающего слоя принципиально новых материалов с высоким уровнем анизотропности. Речь может идти о таких сплавах, как Fe14Nd2B, CoPt, FePt или даже Co5Sm. Стоят они очень дорого.

Кроме того, специалисты из Seagate всерьез полагают, что в HAMR винчестерах придется ставить 2 раздельные головки. Наиболее необычным является считывающий элемент – это оптическая головка! Точнее, не совсем оптическая, в ней будет использоваться специальное твердотельное зеркало (Planar Solid Immersion Mirror).

HAMR позволит добиться плотности записи как минимум 1 Тбит/дюйм2. Теоретически же такой материал как FePt позволяет повысить плотность в 10 раз! Первые реальные образцы жестких дисков с HAMR следует ждать к 2010 году.

Еще одно перспективное направление – использование материалов, частицы в которых выстроены в битовый массив (Bit Patterned Media). В результате бит информации хранится в одной ячейке-домене, а не в массиве из 70-100 доменов.

Такой материал можно либо создать искусственно с помощью литографии, либо найти сплав с подходящей самоорганизующейся структурой.

Первый метод навряд ли получит развитие. Для получения материала, допускающего плотность записи 1 Тбит/дюйм2, размер одной частицы должен составить максимум 12,5 нм. Ни существующая, ни планируемая в ближайшие 10 лет технология литографии этого не обеспечивает. Хотя есть довольно хитроумные решения, позволяющие не сбрасывать со счетов данный подход.

Поиск самоорганизующихся магнитных материалов (SOMA, Self-Ordered Magnetic Array) – весьма перспективное направление. Уже несколько лет специалисты Seagate указывают на особенности сплава FePt, выпариваемого в гексановом растворителе. Полученный материал имеет идеально ровную ячеистую структуру. Размер одной ячейки – 2,4 нм. Если учесть, что каждый домен обладает высокой стабильностью, можно говорить о допустимой плотности записи на уровне 40-50 Тбит/дюйм2! Похоже, это и есть окончательный предел записи на магнитные носители.

Еще одно оригинальное направление связано с отказом от стандартной технологии доступа к данным. Долой вращающиеся диски! Значительно повысить скорость доступа и надежность накопителя сможет диск (или квадрат?!), построенный на технологии PST (Probe Storage Technology).

Представьте, что у вас есть целый массив сканирующих микроскопов, которые способны считывать или записывать данные. Каждый микроскоп имеет доступ к собственному хранилищу данных, так что возможна параллельная работа всех сканеров. Подробности этой технологии не разглашаются, но разработчики обещают, что в сантиметровую «марку» вместится около 10 Гбайт информации!

А что же с другими технологиями хранения данных? Может быть, можно вообще отказаться от накопителей на основе магнитных материалов? Существует три основных конкурента.

Голографические и оптические 3D технологии сталкиваются с проблемами в поисках подходящего материала, обеспечения возможности перезаписи и просто запредельной итоговой цены решения.

Flash-технологии показывают огромный рост в последние годы, но до сих пор не могут тягаться с жесткими дисками по стоимости в пересчете на гигабайт. Емкость таких накопителей пока довольно небольшая, а скорость записи довольно низкая.

Что остается? Молекулярная запись? Но эта технология так и не продвинулась дальше теоретического обоснования. Считать ее конкурентом не приходится.

Сделаем вывод. Ближайшие 5-10 лет обещают быть весьма интересными. Появятся новые типы жестких дисков, начнется гонка объемов, в продажу поступят HDD емкостью 5, а может и 50 Терабайт… Потребность же в таких умопомрачительных объемах информации мы с вами, дорогие читатели, обязательно обеспечим.